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Laboratório de Materiais do Centro Universitário da FEI http://www.fei.edu.br/mecanica/me541/LabMat.htm 20 Tabela.II.2 Composição química nominal da liga AA7175 Tabela.II.3 Propriedades mecânicas da liga AA7175 nas têmperas T66 e T736. II.6. Características de algumas ligas de alumínio Neste projeto, o conhecimento básico de algumas ligas de alumínio é fundamental; tais ligas, hoje utilizadas nas atividades do LabMat-FEI, e suas respectivas características, estão listadas à seguir: AA7175 De início, para que liga AA 7175 seja analisada e estudada de modo que satisfaçam futuras aplicações, é necessária a exposição de sua composição química nominal, que segue na tabela II.2[17]: Cu Mg Mn Si Fe Cr Zn Ti Outros 1.2 à 2.0 2.1 à 2.9 0.1 máx 0.15 máx 0.2 máx 0.18 à 0.28 5.1 à 6.1 0.1máx 0.15máx % de massa dos elementos Também é importante que se dê atenção a algumas propriedades mecânicas características da liga AA7175, tomando como exemplo algumas têmperas. Estas propriedades estão listadas na Tabela II.3 [17]: MPa Ksi MPa Ksi MPa Ksi T66 593 86 524 76 159 23 T736 524 76 455 66 159 23 --- 14 à fadiga, à 5x10 8 ciclos Limite de resistência % Alongamento em 75mm ou 3in Tempera Limite de tração Limite de escoamento A densidade da liga AA7175 é 2,8 g/cm 3 ou 0,101lb/in 3 . Estes dados valem a 20°C ou 68°F. [11] Em se tratando de propriedades térmicas, é de interesse a

II.6. Características de algumas ligas de alumínio AA7175rodrmagn/PROJETOS_IC/relat2002/ParteB.pdf · A liga eutética possui 33% de cobre e ponto de fusão aos 548°C, como pode-se

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20

Tabela.II.2 – Composição química nominal da liga AA7175

Tabela.II.3 – Propriedades mecânicas da liga AA7175 nas têmperas T66 e T736.

II.6. Características de algumas ligas de alumínio

Neste projeto, o conhecimento básico de algumas ligas de alumínio é

fundamental; tais ligas, hoje utilizadas nas atividades do LabMat-FEI, e suas

respectivas características, estão listadas à seguir:

• AA7175

De início, para que liga AA 7175 seja analisada e estudada de modo que

satisfaçam futuras aplicações, é necessária a exposição de sua composição química

nominal, que segue na tabela II.2[17]:

Cu Mg Mn Si Fe Cr Zn Ti Outros1.2 à 2.0 2.1 à 2.9 0.1 máx 0.15 máx 0.2 máx 0.18 à 0.28 5.1 à 6.1 0.1máx 0.15máx

% de massa dos elementos

Também é importante que se dê atenção a algumas propriedades mecânicas

características da liga AA7175, tomando como exemplo algumas têmperas. Estas

propriedades estão listadas na Tabela II.3 [17]:

MPa Ksi MPa Ksi MPa KsiT66 593 86 524 76 159 23

T736 524 76 455 66 159 23---14

à fadiga, à 5x108 ciclos

Limite de resistência

%

Alongamentoem 75mm ou 3inTempera

Limite de

tração

Limite de

escoamento

A densidade da liga AA7175 é 2,8 g/cm3 ou 0,101lb/in3 . Estes dados valem a

20°C ou 68°F. [11] Em se tratando de propriedades térmicas, é de interesse a

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21

Tabela.II.5 – Composição química nominal da liga AA7475

Tabela.II.6 – Propriedades mecânicas da liga AA7475

temperatura liquidus e a temperatura incipiente de fusão da liga. Estas temperaturas

estão listadas na Tabela II.4 [17]:

°C °F °F635 1175 990532

Temperatura liquidus Temperatura incipiente de fusão°C

• AA7475

Analogamente a liga anterior, será necessário o fornecimento da composição

química nominal da liga AA7475. Segue na tabela II.5 os dados [17]:

Cu Mg Mn Si Fe Cr Zn Ti Outros1.2 à 1.9 1.6 à 2.6 0.06 máx 0.10 máx 0.12 máx 0.18 à 0.25 5.2 à 6.2 0.06máx 0.15máx

% de massa dos elementos

As propriedades mecânicas da liga AA7475 são similares às da liga AA7175

devida a pequena diferença em sua composição química nominal, como mostram os

dados na tabela II.6.[17]:

MPa Ksi MPa KsiT61 552 80 496 72

T761 524 76 462 67

%1212

Alongamentoem 50mm ou 2inTração escoamentoTempera

Limite de Limite de

Tabela II.4 – Propriedades térmicas: temperatura liquidus e temperatura incipiente de fusão da liga AA7175

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A densidade da liga AA7475 é também 2,8 g/cm3 ou 0,101lb/in3, válidos a

20°C ou 68°F. A temperatura liquidus e a temperatura incipiente de fusão da liga

AA7574 estão listadas na Tabela.II.7[17]:

°C °F °F635 1175 1000

Temperatura liquidus Temperatura incipiente de fusão°C538

• A413.1

Como a liga A413.1 é uma liga fundida, sua composição química nominal difere

muito das ligas AA7175 e AA7475, principalmente pelo alto teor de silício,

característica das ligas fundidas ou de fundição como mostra a Tabela.II.8 [18]:

Si Cu Mg Mn Fe Ni Zn Sn Outros11.0 à 13.0 1.0 máx 0.1 máx 0.35 máx 1.3 máx 0.5 máx 0.5 máx 0.15 máx 0.25máx

% de massa dos elementos

Correlacionadas as composições químicas nominais, era de se esperar que as

propriedades mecânicas da Liga A413.1 fossem bem distintas das ligas demonstradas

anteriormente. As propriedades mecânicas da Liga A413.1 estão listadas na

tabela.II.9. [18]:

Tabela.II.7 - Propriedades térmicas: Temperatura liquidus e temperatura incipiente de fusão da liga AA7475

Tabela.II.8 – Composição química nominal da liga A413.1

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MPa Ksi MPa Ksi130 19 130 19

escoamento à fadiga, à 5x108 ciclosLimite de Limite de resistência Alongamento

em 50mm ou 2in%3.5

Também é dado que a sua densidade é 2,657g/cm3 (0,096lib/in3 ) à 20°C

(68°F) e que o seu calor latente de fusão é 389 KJ/Kg (167Btu/lb). Por fim, seu

intervalo de fusão vai de 650 à 760°C. [18]

• Ligas Al-Cu

As ligas Al-Cu, particularmente as ligas da série 2xxx, são aplicadas com

grande êxito na construção de peças que devem ter uma grande resistência ao calor e

dureza em estado quente, como por exemplo, no caso de pistões para motores de

combustão, se bem que apresentam o inconveniente de um maior coeficiente de

dilatação térmica se comparadas por exemplo, às ligas Al-Si. A presença do cobre faz

com que não sejam aconselháveis para a construção de peças que devem resistir à

corrosão. A liga eutética possui 33% de cobre e ponto de fusão aos 548°C, como pode-

se ver no Figura.II.6. Na prática todas as ligas de alumínio e cobre estão

compreendidas na zona com um conteúdo de cobre de até 13%, já que a partir deste

valor em diante as mesmas são muito frágeis[14]. Na tabela.II.10 tem-se a composição

química nominal de uma liga Al-Cu, a liga AA2014:

Al Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Outrosbal 0.5-1.2 0,7 3.9-5.0 0.4-1.2 0.2-0.8 0,1 - 0,25 0,15 0,15

% Massa dos elementos

Tabela.II.9 – Propriedades mecânicas da liga A413.1

Tabela.II.10 – Composição Química Nominal da liga AA2014

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II.7.Processo Shell Molding

O processo shell molding, ou processo de moldagem em casca, consiste no uso

de uma areia de modelagem, geralmente areia de quartzo, coberta com uma resina

sintética ligante (resina poliéster, uréia-formaldeído ou fenolformaldeído)

comercialmente chamada de novolaca, para molde de fundição[20].

Em suma, o processo funciona da seguinte forma: sobre uma placa de modelo

aquecida, após aspersão de um desmoldante, é derramada a mistura de areia e resina

sintética. A resina é curada na faixa de 150°C a 280°C, formando-se uma casca em

volta do modelo, podendo se obter a metade ou parte do molde (vide Figura.II.7). A

casca formada pode ser extraída por meio de pinos extratores. Após sua extração, as

Figura.II.6 – Diagrama de equilíbrio de fases Al-Cu[19]

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25

duas metades são acopladas por meio de colagem como por exemplo a HOTCOL 25,

colante fornecido pela Bentomar. e pinos guia. O molde pronto para fundir pode ser

vazado na posição horizontal ou vertical. Após o vazamento, o molde se desintegra por

causa da queima da resina[22].

Figura.II.7.(a): Jogo de placa molde para shell molding (à esquerda da figura), e o molde para fundição em shell molding ( à direita da figura).[21] (b): A placa para modelagem de shell molding(acima), e o produto final já fundido (abaixo)[21]

Para que este processo seja tecnicamente viável para a produção de peças a

casca deve ter resistência para que possa ser separada do modelo, o que, atualmente, é

conseguido principalmente pela utilização de ligantes, como as resinas de fenol-

formaldeído, as quais, sob calor, amolecem inicialmente, e então, com a ajuda de um

endurecedor, tornam-se um polímero termofixo de alta resistência. A resina fenólica,

na areia, forma uma cadeia entrelaçada de alta resistência e chega a um estado rígido e

quebradiço com alta resistência mecânica na casca de areia. A resina, então, se

(a) (b)

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transforma em estado indissolúvel e infusível (comumente chamada de termofixa),

permitindo o transporte de machos e moldes para estocagem e vazamento. [22,23]

Quanto mais fina a areia, tanto melhor será a superfície de peças fundidas,

porém, maiores quantidades de ligante devem ser adicionadas para que se consiga uma

determinada resistência do material de modelagem.[22]

O modelo usado no processo é geralmente feito de ferro fundido, mas o

alumínio também pode ser usado, mas só é adequado para processos de pequena escala

de produção. O motivo para isto é que o modelo de alumínio é menos resistente ao

desgaste, sendo assim, o contato com a areia pode danificar seu acabamento

superficial e também comprometer precisão dimensional da peça. Contudo, para a

produção de poucas peças, é extremamente interessante, pois pelo alumínio ser um

bom condutor térmico o tempo, e consequentemente a energia, necessários para curar

a mistura areia-resina são aceitáveis.

O aquecimento do modelo é extremamente crítico: se uma temperatura muito

alta for obtida a cura resultará na queima da resina, que poderá resultar na quebra da

casca durante a fundição. Por outro lado, se a temperatura for muito baixa, apenas uma

pequena camada do molde irá curar, fazendo com que a casca resistente fique fina,

causando a quebra da mesma durante sua extração da placa do modelo. [24]

Para o aquecimento dos moldes podem ser utilizadas resistências elétricas

aplicadas diretamente às placas suporte dos modelos ou ainda fornos aquecidos a gás,

óleo diesel, elétricos ou por infravermelho. A técnica a ser seguida depende do

tamanho das cascas que devem ser preparadas.[14]

Quanto à recuperação da areia, é possível reutilizá-la de duas maneiras:

Recuperação pneumática através de separação por impacto e recuperação térmica

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pelo processo de prólise. No primeiro, a recuperação é precedida de pré-trituração,

separação magnética e peneiramento com malha grossa. A areia triturada é introduzida

numa unidade de limpeza pneumática (de varias células). Seus maiores níveis de

recuperação giram em torno de 50%. Já o segundo processo, também chamado de

processo pirolítico, consiste na queima do material orgânico (resina) aderido à areia

usada, em 800 a 900°C na presença de ar. O efeito regenerador resultante é de 95 a

100%, isto é, a areia possui, posteriormente, as mesmas qualidades da areia nova. Em

experiências realizadas pelo alemão Heinz Berndt, foi constatado um aumento de

resistência na areia após este processo, visto que aparentemente as cavidades e fendas

da areia ficaram preenchidas com restos de resina. Numa recuperação bem feita, pode-

se economizar entre 8 e 10% de resina.[22]

Os pontos fortes do processo residem na elevada precisão para a reprodução de

contornos, ou seja, boa definição de detalhes com uma diferença de 0,3% à 0,7% das

dimensões originais[21], e um acabamento superficial muito bom, que pode contar

com uma rugosidade de 25 a 160 µm [20,21]. Um de seus principais campos de

aplicação é a produção de peças automobilísticas de excelente qualidade

dimensional[22]. O processo pode ser aplicado tanto na fundição de ferrosos como na

de não-ferrosos[20]. A areia é relativamente cara quando comparada com a areia-

verde, porém, é mais barata que os materiais utilizados na fundição de precisão ou

microfusão. [24]

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III.Materiais e Métodos

III.1.Materiais

Durante as aplicações experimentais do projeto, serão utilizados quatro tipos de

ligas. Elas estão divididas em dois grupos: ligas trabalháveis e ligas para fundição.

Dentro das ligas trabalháveis, serão usados três tipos de ligas:

• A liga AA7175, que terá sua especificação confirmada, está na forma de

corpos de prova utilizados para ensaios de tração e de fadiga no LabMat.

De uma forma geral, serão denominados de corpos de prova A01,

mostrados na figura.III.1

Figura.III.1: Foto dos corpos de prova de tração A01

• A liga AA7475 também terá sua especificação confirmada, ela se encontra

na forma de dois blocos forjados denominados de B01 e B02 (vide

Figura.II.2). Estes blocos são provenientes da sucata de fabricação de

aviões da Embraer.

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B C F H

Figura.III.2: Foto dos blocos forjados B01 e B02

• A liga AA xxxx, que é uma liga trabalhada, ainda sem especificação, está

na forma de quatro lingotes, denominados de B, C, F e H, como se segue

na Figura.III.3. Estes, foram fundidos no LabMat à partir de sucatas em

uma lingoteira, conforme mostra o apêndice A.

B01 B02

Figura.III.3:Foto dos lingotes B, C, F e H

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Figura.III.4.(a): Foto do lingote Nº1. (b): Foto do lingote Nº3

No segundo grupo, que são as ligas para fundição, teremos em mãos o

seguinte material:

• Liga Axxx.x, que se encontra na forma de dois lingotes, denominados de

N°1 e N°3, como pode se ver nas Figura.III.4.(a) e Figura.III.4.(b)

respectivamente, porém sem especificação inicial. Eles foram adquiridos

com o propósitos de assumirem o papel de ligas-mãe para fundição,

tornando intrínseca a presença aproximada de 12% de Si em sua

composição química.

Por ultimo, se tem posse de limalha de cobre eletrolítico (99,9 % Cu), caso

seja necessário a utilização do mesmo para a obtenção das ligas Al-Cu.

(a)

(b)

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III.2.Métodos

III.2.1.Análise química

Tendo portanto dois tipos de ligas de alumínio não especificados, e dois a

serem confirmados, como citado no item III.1, foi necessário realizar a análise química

de cada material para que fosse possível especificá-los.

A análise química dos materiais foi realizada em base de amostras em forma de

cavaco devidamente recolhidas, ou seja, sem contaminação. Estas foram

encaminhadas ao IPEI, onde, através da espectroscopia atômica, foi realizada análise

química (uma explicação mais detalhada e clara sobre o método da espectroscopia

atômica aplicado pode ser vista no apêndice B deste relatório). Vale notar que apenas

alguns elementos foram analisados na espectroscopia atômica1.

III.2.2.Identificação das ligas

De posse dos resultados da análise química, foi possível especificar o tipo de

liga dos lingotes Nº1, Nº3, B, C, F e H, e confirmar a especificação dos corpos de

prova A01, e dos blocos forjados B02 e B02, comparando-os com as especificações da

norma da Aluminum Association.

1 O executante da análise química é capaz de verificar: Ag, Al, As, B, Ba, Bi, Be, Cd, Ca, Co, Cr, Fe, Hg, K, W, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Sn, Si, Sn, Se, Ti , V, Zn e Zr.

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III.2.3.Projeção da composição química da liga a ser fundida.

De posse da análise química dos materiais que se tem posse, será utilizada uma

planilha eletrônica elaborada no programa Microsoft Excel, que, através de cálculos de

balanceamento tendo como dados de entrada os valores da massa e da porcentagem em

massa das ligas que se tem posse, projetará a composição química da liga a ser

fundida. Vide o esboço da planilha a ser utilizada:

O cálculo da porcentagem em massa de cada elemento da liga a ser processada

segue na fórmula abaixo:

Tipo de MassaLiga Utilizada (Kg) Al Si Cu ... Outros

...

...

...

...

Nome

Liga a processar

% Massa dos elementos

Tabela.III.1 – Planilha de projeção da análise química da liga a ser fundida

∑( )=

% em massa do

elemento na liga

processada

% em massa do elemento

Massa de uma dada ligaX

100

Massa das ligas utilizadas

X 100∑( )=

% em massa do

elemento na liga

processada

% em massa do elemento

Massa de uma dada ligaX

100

Massa das ligas utilizadas

X 100

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III.2.4.Procedimentos de Refusão das Ligas Fundidas

III.2.4.1.Temperatura de Fundição

Para que se consiga fundir qualquer liga, é necessário que seja ultrapassado o

ponto de fusão da mesma. Mas como a composição química pode mudar de uma liga

para outra, e esta influencia diretamente com o comportamento da liga em relação à

temperatura e consequentemente o ponto de fusão, acaba-se estabelecendo uma

relação entre temperatura de fusão e composição química.

Assim, a partir do diagrama de equilíbrio de fases Al-Si (Figura.III.1), será

possível estabelecer a temperatura de fusão das ligas para fundição de acordo com a

porcentagem em massa de Si na liga. Não foi estudada a influência de outros

elementos de liga no diagrama de equilíbrio de fases por causa da sua desprezível

participação na % de massa nessas ligas, no caso, blocos N°1 e N°3, como poderá ser

costatado no item IV.2.

A temperatura de fusão das ligas fundidas podem ser encontradas no diagrama

de equilíbrio de fases da seguinte maneira: entrando com o valor da porcentagem em

massa de Si no eixo das abscissas, rebatendo até a curva liquidus, e daí, traçando uma

linha horizontal que até o eixo das ordenadas, obtém-se a temperatura de fusão para

aquela liga.

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34

Figura.III.1 – Diagrama de fase Al-Si [19]

III.2.4.2.Molde para fundição

O molde para fundição dessas ligas será confeccionado no Laboratório de

Materiais através do processo shell molding. Para a cura da areia-resina, será urilizado

um sistema de aquecimento elaborado no próprio Laboratório de Materiais. Maiores

detalhes sobre o funcionamento e a confecção deste sistema, se encontram no

Apêndice C deste projeto.

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III.2.5.Procedimentos de Refusão das Ligas Trabalhadas

III.2.5.1.Temperatura de Fundição

• Lingotes B, C F e H É de se esperar, que sendo estes provenientes de sucata de alumínio, seus

elementos de liga tenham participação desprezível na composição química, o

que provocará pouca influência na temperatura de fusão. Assim, para os

mesmos, será adotada como temperatura mínima de fusão a temperatura de

fusão de uma liga de alumínio puro.

III.2.5.2.Molde para fundição

O molde que será utilizado para a fundição das ligas Al-Cu será a mesma

lingoteira utilizada na confecção dos lingotes B, C, F e H. Foto e desenhos da mesma

se encontram no Apêndice A.

III.2.5.3Cálculo do volume e da massa utilizada para fundição de alumínio na

Lingoteira.

Para este calculo é indispensável o cálculo do volume da própria lingoteria,

pois ele terá que ser o volume do material fundido, a fim de que não haja desperdício e

nem falta de material. Achado o volume, multiplica-se o seu valor numérico pelo valor

da densidade média do alumínio, aproximadamente 2,7g/cm3 , e por fim encontra-se a

massa necessária para a fundição do lingote de alumínio.

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III.2.5.4.A fundição

Foram colocadas em um cadinho CCAF3, as ligas de Al que se deseja fundir

de acordo com o volume do lingote a ser fundido. O cadinho e os materiais serão

colocados juntos em um forno elétrico a temperatura de 750ºC. Após a liquefação do

alumínio serão acrescentados os elementos de liga necessários. Após a sua dissolução

é então vazado o material fundido na lingoteira.

III.2.5.5.Análise dos lingotes fundidos

• Análise Química – Como já mencionado, a análise química foi realizada

através de espectroscopia atômica. Serão retiradas amostras do topo e da base

do lingote (vide figura III.2).

• Análise Macrográfica – A partir de um corte transversal no lingote, foi

utilizado o reativo de Tucker para atacar a superfície do corte, a fim de se ter

maior clareza na análise.

Teste de

Laminação

MacrografiaA

. Quim

.A

. Quim

.

A. M

et.A

. Met.

Topo

Base

Figura III.2- Divisão que será realisada no lingote para análises

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• Laminação – Foi realizada no laminador do Laboratório de Materiais com

rotação de 250 rpm em passes de 0,5mm. A princípio será laminado o lingote

sem tratamento térmico. Caso se faça necessário, a peça a ser laminada será

recozida à 350ºC por 4 horas .

• Análise Metalográfica – A análise foi realizada no microscópio Leica após a

laminação do lingote. As amostras serão atacadas com solução de água

destilada com 0,5% de HF.

• Análise de Dureza – Para a medições foi utilizada a escala Brinell com cargas

de 15,625 e 31,25Kg e com um penetrador esférico de aço de 2,5mm de

diâmetro. A análise foi realizada após a laminação.

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IV.Resultados

IV.1. Identificação das ligas trabalháveis

Como explicado no item III.2.2, amostras dos lingotes B, C, F, H, dos corpos

de prova A01 e dos blocos forjados B01 e B02 foram encaminhados para a análise

química para a obtenção da composição química real dos mesmos. A Tabela IV.1

mostra a composição química real dos lingotes B, C, F e H em porcentagem de massa.

Al Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn OutrosB 96.72 0.37 0.25 0.80 0.14 0.15 0.016 0.19 0.88 0.48C 97.11 0.08 0.31 0.79 0.10 0.10 0.015 0.15 0.94 0.41F 96.92 0.35 0.25 0.82 0.14 0.15 0.018 0.20 0.69 0.46H 97.06 0.42 0.23 0.80 0.14 0.14 0.018 0.19 0.62 0.38

Nome % Massa dos elementos

A Tabela IV.2 mostra a composição química real dos corpos de prova A01 em

porcentagem de massa.

Al Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti OutrosA01 89.52 0.15 0.20 1.60 0.10 2.50 0.23 5.60 0.10 0.00

Nome % Massa dos elementos

A Tabela IV.3 mostra a composição química real dos blocos forjados B01 e

B02 em porcentagem de massa.

Tabela.IV.1: Composição química real dos lingotes B, C, F e H

Tabela.IV.2: Composição química real dos corpos de prova A01

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Al Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti OutrosB01 89.75 0.067 0.017 1.61 0.001 2.17 0.21 6.00 0.017 0.16B02 89.67 0.072 0.006 1.63 0.001 2.19 0.21 6.05 0.018 0.15

Nome % Massa dos elementos

IV.2. Identificação das Ligas Fundidas

Como explicado no item III.2.2, amostras dos lingotes Nº1 e Nº3 também

foram encaminhadas para a análise química para a obtenção da composição química

real dos mesmos. A Tabela IV.4 mostra a composição química real dos lingotes Nº1 e

Nº3 em porcentagem de massa.

Al Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Sn OutrosNº 1 85.89 11.5 0.65 0.90 0.11 0.035 0.015 0.045 0.40 0.00 0.46Nº 3 86.00 12.2 0.57 0.40 0.27 0.077 0.021 0.03 0.17 0.00 0.26

Nome % Massa dos elementos

IV.3.Massa a Ser Utilizada Para Fundir Lingotes de Alumínio

Feito os cálculos explanados no item III.2.5.3., o resultado encontrado para o

volume da lingoteira foi de 244,4cm3 ou 244mL. Assim, a massa de alumínio a ser

utilizada para a fundição na lingoteira é de 660g. Para efeitos de perdas com escórias

durante a fundição e maior facilidade de cálculo na obtenção da liga a ser processada,

será adotado uma massa de 700g para fundição de alumínio na lingoteria.

Tabela.IV.4 – Composição química real dos lingotes N°1 e N°3

Tabela.IV.3: Composição química real dos dos blocos forjados B01 e B02

Laboratório de Materiais do Centro Universitário da FEI http://www.fei.edu.br/mecanica/me541/LabMat.htm

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IV.4.Fundição de Ligas Al-Cu

Para a obtenção de ligas Al-Cu por meio de fundição foi utilizado a planilha de

projeção demonstrada no item III.2.3. Dois lingotes foram fundidos a fim de serem

compatíveis com a liga AA2014, o lingote CH1 e o lingote A. As ligas utilizadas na

elaboração, e a massa destas estão nas planilhas das tasbelas.IV.5 e IV.6.

Tipo de MassaLiga Utilizada (g) Al Si Fe C u Mn Mg Cr Ni Zn Ti S n Outros

B AAxxxx 96.72 0.37 0.25 0.80 0.14 0.15 0.016 0.19 0.88 0.00 0.08 0.48C AAxxxx 331 97.11 0.08 0.31 0.79 0.10 0.10 0.015 0.15 0.94 0.00 0.07 0.41F AAxxxx 96.92 0.35 0.25 0.82 0.14 0.15 0.018 0.20 0.69 0.00 0.08 0.46H AAxxxx 350 97.06 0.42 0.23 0.80 0.14 0.14 0.018 0.19 0.62 0.00 0.07 0.38

Nº 1 AA413,1 85.89 11.5 0.65 0.90 0.11 0.035 0.015 0.045 0.40 0.055 0.00 0.40Nº 3 AA413,1 86.00 12.2 0.57 0.40 0.27 0.077 0.021 0.03 0.17 0.10 0.00 0.16A01 AA7175 89.52 0.15 0.20 1.60 0.10 2.50 0.23 0.00 5.60 0.10 0.00 0.00B01 AA7475 89.75 0.067 0.017 1.61 0.001 2.17 0.21 0.008 6.00 0.02 0.00 0.15B02 AA7475 89.67 0.072 0.006 1.63 0.001 2.19 0.21 0.005 6.05 0.018 0.00 0.15

22.7 0.00 0.00 0.00 100.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

703.7 93.95 0.25 0.26 4.00 0.12 0.12 0.02 0.17 0.75 0.00 0.07 0.38

Nome % Massa dos elementos

Cobre puro

Liga a processar

Tipo de MassaLiga Utilizada (g) Al Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Sn Outros

B AAxxxx 279.4 96.72 0.37 0.25 0.80 0.14 0.15 0.016 0.19 0.88 0.00 0.08 0.48C AAxxxx 270.1 97.11 0.08 0.31 0.79 0.10 0.10 0.015 0.15 0.94 0.00 0.07 0.41F AAxxxx 130.7 96.92 0.35 0.25 0.82 0.14 0.15 0.018 0.20 0.69 0.00 0.08 0.46H AAxxxx 97.06 0.42 0.23 0.80 0.14 0.14 0.018 0.19 0.62 0.00 0.07 0.38

Nº 1 AA413,1 85.89 11.5 0.65 0.90 0.11 0.035 0.015 0.045 0.40 0.055 0.00 0.40Nº 3 AA413,1 86.00 12.2 0.57 0.40 0.27 0.077 0.021 0.03 0.17 0.10 0.00 0.16A01 AA7175 89.52 0.15 0.20 1.60 0.10 2.50 0.23 0.00 5.60 0.10 0.00 0.00B01 AA7475 89.75 0.067 0.017 1.61 0.001 2.17 0.21 0.008 6.00 0.02 0.00 0.15B02 AA7475 89.67 0.072 0.006 1.63 0.001 2.19 0.21 0.005 6.05 0.018 0.00 0.15

22.7 0.00 0.00 0.00 100.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

702.9 93.78 0.24 0.26 4.00 0.12 0.13 0.02 0.17 0.84 0.00 0.07 0.43

Nome % Massa dos elementos

Cobre puro

Liga a processar

Tabela.IV.5 – Planilha de projeção do Lingote CH1

Tabela.IV.6 – Planilha de projeção do Lingote A

Laboratório de Materiais do Centro Universitário da FEI http://www.fei.edu.br/mecanica/me541/LabMat.htm

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IV.5.Análises dos lingotes fundidos

• Análise Química – O resultado da análise química dos lingotes CH1 e A estão

listados na tabela.IV.7.

Al Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Pb OutrosCH1- Topo 95.56 1.29 0.33 1.2 0.12 0.11 0.017 0.14 0.95 0.21 0.073CH1- Base 94.87 1.65 0.34 1.30 0.12 0.11 0.015 0.18 0.99 0.25 0.175

A 92.50 1.36 0.28 3.71 0.12 0.10 0.017 0.14 0.88 0.20 0.693

Nome % Massa dos elementos

• Análise Macrográfica – Esta análise só foi realizada n Lingote CH1. Foi possível

notar a presença de grãos, como pode ser conferido na figuraIV.1(a), e vazios de

contração na região próxima do massalote do lingote( Figura.IV.1(b))

Figura.IV.1 – a) Secção transversal do lingote CH1 b) No detalhe, vazios de contração formados no vazamento na fundição

a) b)

Tabela.IV.7 – Composição química dos lingotes CH1 e A